阿维莫泮非对映异构体的合成与表征*

熊先水,刘昆明,熊道陵,曾庆建,王立平,欧阳少波

(1.江西青峰药业有限公司; 2.江西理工大学 冶金与化学工程学院, 江西 赣州 341000)

阿维莫泮(Alvimopan)，化学名为[[2(S)-[[4(R)-(3-羟基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3-苯基丙基]氨基]乙酸二水合物，是由Adolor公司和GSK公司联合开发的一种新型外周作用μ-阿片受体拮抗剂，最早于2008年5月20日由美国食品药品管理局(FDA)批准上市。阿维莫泮主要用于肠道切除术后患者的胃肠道功能早期恢复，能通过与胃肠道阿片受体联合作用解除阿片类药物对胃肠道蠕动及分泌的外周作用[1-3]。目前该药尚未在中国上市，但国内多家机构正在开展相关药代动力学和临床实验研究[4-6]。

阿维莫泮分子结构中有三个手型中心(图1A)，理论上有8个光学异构体。合成相关异构体对照品对控制阿维莫泮原料药中的杂质，提高药物质量十分必要。近年来，Werner、Mitch、Furkert、陈忠等先后报道了阿维莫泮的多种合成路线，并对几种光学异构体的产生原因进行了研究[7-13]。闫立群等采用HPLC测定了阿维莫泮原料药中的光学异构体含量[14]。在这些异构体中，[[2(R)-[[4(R)-(3-羟基苯基)-3(R),4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸(图1B)作为一种关键杂质，相关合成及表征的报道很少。

图1 阿维莫泮及其非对映异构体结构

基于此，我们以(αR, 3R, 4R)-4-(3-羟基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯(Ⅰ)为起始原料，经水解-缩合-水解三步反应，对该异构体进行了合成(图2)。并利用NMR、IR、MS和HPLC对合成产物的结构及纯度进行了表征。

1 实验部分

1.1仪器与试剂INOVA-400核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；Agilent 6210质谱仪；Agilent 1200高效液相色谱仪[液相条件：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂，水(含0.5% 冰醋酸、0.5% 三乙胺、1% β-环糊精)-甲醇(80∶20)为流动相，流速为1.0 mL·min-1，检测波长为275 nm，柱温40 ℃];(αR, 3R, 4R)-4-(3-羟基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯(Ⅰ)，分析纯，上海百宜生物科技有限公司；1-羟基苯并三氮唑(HOBt)、1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑(HOAt)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、4-吡咯烷基吡啶(4-PPY)、甘氨酸乙酯盐酸盐，分析纯，北京偶合科技有限公司；N, N-二环己基碳二亚胺(DCC)、N, N-二异丙基碳二亚胺(DIC)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDCI)，分析纯，成都市科龙化工试剂厂；其他试剂均为分析纯，天津科密欧化学试剂制造有限公司。

图2 阿维莫泮非对映异构体合成路线

1.2合成

(1)(αR, 3R, 4R)-4-(3-羟基苯基)-3, 4-二甲基-α-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸(Ⅱ)的合成: 在250 mL四口烧瓶中依次加入Ⅰ 10.00 g (26.21 mmol)和1 mol·L-1NaOH溶液105 mL，室温反应4 h，过滤。滤液降温至0 ℃，滴入6 mol·L-1盐酸溶液调节pH=6，析出白色沉淀。过滤，滤饼用冰水洗涤，真空干燥，得到白色固体Ⅱ 8.60 g，收率85.13%，纯度99.5%(HPLC面积归一法)。

(2)[[2(R)-[[4(R)-(3-羟基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸乙酯(Ⅲ)的合成: 在200 mL四口烧瓶中依次加入Ⅱ 8.00 g (20.75 mmol)、甘氨酸乙酯盐酸盐3.59 g (25.72 mmol)、HOBt 3.43 g (25.38 mmol)、三乙胺 8 mL和四氢呋喃 70 mL。将3.20 g (25.38 mmol) DIC溶于25 mL 四氢呋喃溶液，在氮气保护下逐滴滴入反应混合物中。滴加完毕后室温反应48 h。过滤，滤液减压浓缩至无馏分蒸出。残余物用80 mL乙酸乙酯溶解，依次用pH=10的Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液、饱和食盐水洗涤。分出有机相，用无水硫酸镁干燥。过滤，滤液减压浓缩得到淡黄色油状物Ⅲ 8.85 g，收率94.23%，纯度99.3%(HPLC面积归一法)。

(3)[[2(R)-[[4(R)-(3-羟基苯基)-3(R), 4-二甲基-1-哌啶基]甲基]-1-氧代-3苯基丙基]氨基]乙酸(B)的合成: 在1 000 mL四口烧瓶中依次加入Ⅲ 8.50 g (18.78 mmol)、乙醇350 mL和水70 mL，室温下逐滴滴加1 mol·L-1NaOH溶液70 mL。滴加完毕后室温反应2 h。向反应液中滴入6 mol·L-1盐酸溶液调节pH=6，析出白色沉淀。过滤，滤饼水洗至中性，50 ℃真空干燥6 h，得5.70 g粗品。粗品用乙醇-水溶液重结晶，得到阿维莫泮非对映异构体B 5.62 g为白色固体，收率65.00%，纯度经HPLC检测为98.1%(HPLC面积归一法)。1H NMR (CDCl3，400 MHz) δ (ppm): 0.677-0.695 (m, 3 H, H-12) , 1.199 (s, 3 H, H-13), 1.457-1.489(m, 1 H, H1-10), 2.145-2.176(m, 1 H, H2-10), 1.922-1.937(m, 1 H, H-8), 2.226-2.276(m, 1 H, H1-7), 2.408-2.455(m, 1 H, H2-7), 2.688-2.719(m, 1 H, H-11), 2.791-2.859(m, 4 H, H-5 or H-6), 3.634-3.680(m, 3 H, H-2 or H-4), 6.510-6.534(m, 1 H, H-17), 6.636-6.689(m, 2 H, H-15 or H-19), 7.036-7.075(m, 1 H, H-18), 7.107-7.111(m, 1 H, H-23), 7.125-7.150(m, 2 H, H-21 or H-25), 7.196-7.232(m，2 H, H-22 or H-24), 8.253(s, 1 H, NH), 9.153(s, 1 H, COOH);13C NMR(CDCl3，100 MHz) δ(ppm): 173.185, 170.372, 156.532, 150.936, 139.614, 128.239, 127.473, 125.206, 115.666, 112.239, 111.776, 59.376, 55.228, 49.275, 44.277, 40.524, 37.968, 35.314, 30.127, 27.026, 15.613; IR(cm-1KBr) σ: 3 420, 3 047, 2 978, 1 605, 1 466, 1 366,753, 704; MS m/z:425(M +1)。

2 结 果

2.1结构表征表1为目标化合物B的1H NMR和13C NMR表征结果分析，可见相关化学位移均有合理对应点，核磁数据与化学结构相符。红外光谱数据中，3 420 cm-1为胺基、羟基的特征吸收峰；3 047、704、753 cm-1为苯环碳氢的特征吸收峰；2 978、1 466、1 366 cm-1为甲基和亚甲基的特征吸收峰；1 605 cm-1为羰基的特征吸收峰，相关数据与目标化合物的结构相吻合。由质谱可知，分子离子峰M+1= 425，与目标化合物B的分子量424相吻合。综合NMR、IR、MS等表征结果可确证产物为目标化合物B。

表1 目标化合物B的核磁数据解析

2.2合成在Ⅲ的合成中，缩合剂和活化剂类型对反应的影响如表2所示。由表可见，三种缩合剂均能获得优异的收率，但EDCI价格昂贵，不利于大规模生产；而DCC反应后的副产物N，N-二环己基脲有少量残留在溶剂中，对提纯不利；DIC反应后的副产物N,N-二异丙基脲在有机溶剂中溶解性好，可通过下一步水解反应后处理时进行萃取除去。因此，尽管采用DIC的收率略低于EDIC和DCC， 但DIC兼具成本低廉、易于提纯的优点，因此该反应采用DIC为缩合剂。助剂类型对反应收率具有明显影响。DMAP和4-PPY的活化效果不佳，HOAt和HOBt不仅能获得优异的收率，同时还具有抑制外消旋的作用。考虑到HOBt水溶性更好，对产物的提纯有利，因此采用HOBt为缩合活化剂。

表2 缩合剂和活化剂对反应的影响

注：a以HOBt为缩合剂; b以DCC为活化剂。

3 结 论

以市售的(αR, 3R, 4R)-4-(3-羟基苯基)-3, 4-二甲基-2-(苯基甲基)-1-哌啶丙酸甲酯为起始原料药，经过水解、缩合、水解三步反应，成功合成了阿维莫泮非对映异构体，并通过核磁、红外、质谱等手段确证了目标化合物的结构。选择的合成路线短、操作简单，经过HPLC分析，目标化合物纯度在98.0%以上，可以作为阿维莫泮的非对映异构体杂质对照品用于其原料药的质量研究。